Transport intraflagellaire

Le transport intraflagellaire (IFT) est un processus cellulaire essentiel à la formation et au maintien des cils et des flagelles eucaryotes. Il a été découvert pour la première fois en 1993 par Keith Kozminski, étudiant diplômé, alors qu’il travaillait dans le laboratoire de Joel Rosenbaum à l’université de Yale. Il s’agit d’une structure phylogénétiquement bien conservée qui semble être présente dans les cils et les flagelles de la plupart des espèces, à l’exception des apicomplexes tels que Plasmodium falciparum ou Cryptosporidium parvum. Le processus a été bien caractérisé dans l’algue biflagellée Chlamydomonas reinhardtii, ainsi que dans les cils sensoriels du nématode Caenorhabditis elegans.

Biochimie

Le transport intraflagellaire décrit le mouvement bidirectionnel de particules non associées à la membrane à travers les doublets de microtubules de l’axonème plagellaire, entre l’axonème et la membrane plasmique. Des études ont montré que le mouvement des particules de TFPI à travers les microtubules est effectué par deux types différents de moteurs moléculaires : Le transport antérograde, en direction de l’apex flagellaire, est assuré par la kinésine-2, tandis que le transport rétrograde (vers le cytoplasme) est assuré par la dynéine 1b. Les particules de transport intraflagellaire transportent les sous-unités axonémales vers leur site d’assemblage à l’extrémité de l’axonème, ce transport étant nécessaire à leur croissance. Par conséquent, étant donné que l’axonème nécessite un apport continu de protéines, un axonème dont l’IFT est déficient se raccourcira lentement en raison de l’absence de remplacement des sous-unités protéiques. Dans un flagelle sain, les particules de l’IFT se retournent à l’extrémité de l’axone et sont censées transporter les vieilles protéines ou les produits de remplacement jusqu’à la base du flagelle.
Les particules TFPI sont constituées de deux sous-complexes, eux-mêmes constitués de plusieurs protéines TFPI. Ces deux sous-complexes sont connus sous le nom de «A» et «B» et peuvent être isolés par centrifugation en gradient de saccharose. La taille des deux complexes est d’environ 16S. Mais si la force ionique est augmentée, le complexe B sédimente plus lentement, ce qui entraîne la ségrégation des deux complexes. Les principales sous-unités des complexes IFT sont nommées en fonction de leur masse moléculaire. Certaines protéines du complexe A sont des IFT144, 140, 139 et 122, tandis que des IFT 172, 88, 81, 80, 74/72, 57/55, 52, 46, 27 et 20 ont été observées dans le complexe B. Les propriétés biochimiques de ces particules commencent à être comprises.

Importance physiologique

En raison de l’importance du maintien de l’IFT dans les cils fonctionnels, ses défauts ont été corrélés à de nombreux phénotypes pathologiques, généralement associés à des cils non fonctionnels ou absents. Par exemple, l’IFT88 code pour une protéine connue sous le nom de Tg737 chez la souris et l’homme, qui a été observée pour produire un modèle murin d’une forme autosomique récessive de polykystose rénale. D’autres maladies ont également été liées à des défauts du TFPI, telles que la dégénérescence rétinienne, le situs inversus (inversion bilatérale de l’axe du corps), la maladie polykystique du foie, la dyskinésie ciliaire primaire, la néphroptisie, le syndrome d’Älstrom, le syndrome de Meckel-Gruber, le syndrome de Jeune et le syndrome de Bardet-Biedl, qui produit des kystes rénaux et une dégénérescence rétinienne. Le terme «ciliopathie» a été inventé pour indiquer l’origine commune de ces troubles.
Un plus grand nombre de maladies liées à un mauvais fonctionnement du TFPI sont susceptibles d’émerger.

L’une des découvertes les plus récentes concernant le TFPI est son rôle potentiel dans la transduction des signaux. Il a été démontré que l’IFT est nécessaire au mouvement d’autres protéines de signalisation dans le cilium et qu’il peut donc jouer un rôle dans de nombreuses voies de signalisation. En particulier, le TFPI a été impliqué comme médiateur de la signalisation Sonic hedgehog, l’une des voies les plus importantes de l’embryogenèse.

Importance évolutive

Une étude réalisée en 2022 a déterminé que des variations génétiques dans le gène IFT88 du loup (Canis lupus) ainsi qu’une région régulatrice possible de ce gène, il y a environ 30 000 ans, pourraient avoir résulté d’un processus de sélection naturelle. Ces variations sont présentes chez les loups et les chiens d’aujourd’hui, ce qui pourrait signifier un processus adaptatif au cours du dernier maximum glaciaire.

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